[发明专利]一种工业机器人三指夹持器及其抓取方法

说明书

本发明展示了一种工业机器人三指夹持器及其抓取方法，包括手指结构、手掌结构和音圈驱动电机；手指结构由三根相同的机械手指组成，三根相同的机械手指各自呈120°分立于手掌结构底部，手掌结构内部包含着音圈驱动电机，音圈驱动电机通过固定底座安装在手掌结构之内，音圈驱动电机下端固定着驱动盘，通过长连杆与手指结构相连；该三指夹持机械手可以通过舵机改变抓取姿态，面对简单物体时，拥有良好的包络性；当面对复杂物体时，可以根据物体形状与方向，制定合适的抓取方案，同时依赖于欠驱动结构良好的软特性，实现了机械手一定范围的自适应抓取。

技术领域

本发明涉及一种机械手技术领域，具体地说，涉及一种工业机器人三指夹持器及其抓取方法。

背景技术

传统的机械手结构简单、易于控制，但往往只能对特定的物体使用，适用性差，不能满足多方面的要求。然而对于仿人机械手来说，每一个关节的自由度都采用一个传感器和驱动来控制，这导致其制作成本较高、难度大、结构复杂不易于控制，而且这种串联式结构并不能适用于常规的工业生产中。要解决驱动与自由度之间的问题，同时提高机械手设计的灵活性和通用性，往往采用欠驱动原理。

例如，经检索，中国专利公开号为CN 112970428 B的专利，一种欠驱动采摘机械手，包含：机械臂连接部件、动力传输部件、机架、至少三个采摘机械手组件和指间换向机构；其中，机架的首端与机械臂连接架部件固定连接，其末端与采摘机械手组件连接，且动力传输部件处于机械臂连接架部件和采摘机械手组件之间，指间换向机构设置在机架上，用于控制采摘机械手组件的转动；采摘机械手组件中一个为固定机械手指，其它均为可转机械手指。

上述专利存在以下不足：其采用丝杆作为动力传输部件，虽然结构简单，可靠性强，但是动作响应慢，动作迟钝。

为此，本发明提出一种工业机器人三指夹持器及其抓取方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种工业机器人三指夹持器及其抓取方法。拥有更可靠、稳定、灵活的抓取方式，响应速度快，适应于更复杂的物体抓取。

本发明的技术方案是：一种工业机器人三指夹持器，包括手指结构、手掌结构和音圈驱动电机；所述手指结构由三根相同的机械手指组成，三根相同的机械手指各自呈120°分立于手掌结构底部，手掌结构内部包含着音圈驱动电机，音圈驱动电机通过固定底座安装在手掌结构之内，音圈驱动电机下端固定着驱动盘，通过长连杆与手指结构的左上驱动片相连。

优选的所述手指结构包括三根相同的机械手指，三根机械手指各自呈120°，分立于手掌结构下圆盘之下，通过长销轴固定在手指转动机构上，右上驱动片通过上拉簧与手指转动机构连接，手指转动机构连接舵机。

优选的所述机械手指，机械手指中节和机械手指近节通过中长销轴连接，机械手指中节和机械手指末节通过下长销轴连接，中长销轴连接左中驱动片，中长销轴连接右中驱动片，下长销轴连接右下驱动片，左上驱动片通过短销轴连接左上连杆上端，左中驱动片通过短销轴连接左上连杆下端，左中驱动片通过短销轴连接左下连杆上端，机械手指末节通过短销轴连接左下连杆下端，右上驱动片通过短销轴连着右上连杆上端，右中驱动片通过短销轴连接右上连杆下端，右中驱动片通过短销轴连接右下连杆上端，右下驱动片通过短销轴连接右下连杆下端，机械手指末节背面通过下拉簧连接右下连杆，长销轴通过孔洞与销轴套固定，短销轴通过孔洞与销轴套固定，中长销轴通过孔洞与销轴套固定，下长销轴通过孔洞与销轴套固定。

优选的所述手掌结构包括舵机、立柱、手指转动机构、手掌结构上圆盘与手掌结构下圆盘，三个舵机各自呈120°固定在手掌结构下圆盘之上，手掌结构下圆盘通过三根立柱与手掌结构上圆盘相连，手指转动机构连接舵机，手掌结构内装有音圈驱动电机。

优选的所述音圈驱动电机的结构主要组成包括：线圈绕制的电枢套筒与驱动盘相连接构成音圈驱动电机的动子，永磁体安装在固定底座上构成音圈驱动电机的定子。